Содержание
- Неэластичная деформация
- Эластичная пряжка
- Критическая нагрузка
- Проекты по выпучиванию
- Реальные приложения
Изгиб - это математическое свойство, которое описывает влияние избыточного напряжения или давления на конструкцию. Это происходит с увеличением натяжения, в результате чего структура больше не поддерживает равновесие. Конечным результатом деформации обычно является разрушение конструкции, но существует несколько различных типов деформации, которые могут возникнуть.
Неэластичная деформация
Неупругое выпучивание происходит в таких объектах, как столбец средней длины и изготовленный из жесткого материала. Это изгибание происходит, когда нагрузка от давления на объект превышает пропорциональные пределы материалов (то есть прочность и жесткость). Неупругую деформацию можно определить по предметам, которые деформируются из-за чрезмерной силы. Столбец, например, проходит через процесс, называемый разминанием, при котором середина позвоночника изгибается за пределы нормальной силы.
Эластичная пряжка
Упругая деформация происходит в длинных колоннах, которые просто поддерживаются. Это похоже на неупругую деформацию, при которой основные свойства колонны, прочность и жесткость одинаковы, но конечный результат совершенно другой. Из-за упругой деформации столб или предмет становятся деформированными, но в более тяжелой форме, чем неэластичная деформация. В то время как неэластичное изгибание создает эффект «на коленях», эластичное изгибание создает полностью изогнутый вид объекта.
Критическая нагрузка
Критическая нагрузка является критическим числом для всех математических определений потери устойчивости. Критическая нагрузка - это нагрузка, при которой напряжение становится больше, чем может выдержать колонна (или объект). Любая нагрузка выше критической будет вызывать коробление. Критическая нагрузка может быть рассчитана с использованием нескольких различных формул. Так можно рассчитать ограничения по весу на мостах и дорогах. Расчет этого предела веса необходим во время проекта.
Проекты по выпучиванию
Есть несколько способов математически определить изгиб. Каждая теория определяет, как происходит упругое или неупругое выпучивание. Каждая формула имеет немного другой результат. Например, уравнение Эйлера описывает упругую деформацию. Теория Шенли описывает кривую упругой деформации, в то время как модель нагрузки модуля тангенса описывает нижний предел величины силы для возникновения деформации. Модель Эйлера описывает абсолютную силу, которую может получить столбец, или более отдаленную верхнюю границу. Большинство проектировщиков предпочитают модель нагрузки модуля тангенса для обеспечения безопасности своих проектов.
Реальные приложения
В дополнение к использованию критической нагрузки для определения пределов веса для мостов, все здания требуют, чтобы максимальная нагрузка на колонны поддерживалась так, чтобы крыша не падала на них. Это произойдет, когда несущие колонны достигнут своей критической нагрузки. Фактически, многие объекты в реальном мире зависят от воздействия критической нагрузки на изгиб, и все это от так называемых велосипедных колес (которые, по сути, представляют собой длинный столб, скрученный и удерживаемый на месте молнией) для мостов и дорог, которыми пользуются велосипедисты.